매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들은 차량에서 건물, 더 큰 로봇에 이르기까지 자신보다 훨씬 큰 것을 포함하여 거의 모든 것을 실현 가능하고 경제적으로 조립할 수 있는 로봇을 만드는 데 중요한 단계를 밟았습니다.
MIT의 Center for Bits and Atoms(CBA)의 새로운 작업은 변형 가능한 비행기 날개와 기능적인 경주용 자동차와 같은 물체가 동일한 작고 가벼운 조각으로 조립될 수 있다는 최근 연구를 포함하여 수년간의 연구를 기반으로 합니다. 이 컴파일 작업 중 일부를 수행하기 위해 로봇 하드웨어를 제작할 수 있습니다. 이제 팀은 조립 로봇과 구축 중인 구조의 구성 요소가 모두 동일한 하위 단위로 만들어질 수 있으며 로봇이 대규모 조립을 신속하게 수행하기 위해 많은 수로 독립적으로 이동할 수 있음을 보여주었습니다.
새로운 작업이 저널에 보고됩니다. 자연통신공학과CBA 박사 과정 학생인 Amira Abdelrahman, 교수이자 CBA 책임자인 Neil Gershenfeld 외 3명이 작성한 논문에서.
Gershenfeld는 더 큰 로봇을 포함하여 더 큰 구조물을 조립할 수 있고 최상의 건설 순서를 계획할 수 있는 완전 자율적 자가 복제 로봇 조립 시스템이 아직 몇 년이나 남았다고 말합니다. 그러나 새로운 작업은 더 많은 로봇을 언제 얼마나 크게 만들 것인지에 대한 복잡한 작업을 수행하고 서로 다른 크기의 로봇 무리를 구성하여 충돌 없이 효율적으로 구조를 구축하는 방법을 포함하여 그 목표를 향해 중요한 진전을 이루었습니다. 서로.
이전 실험에서와 같이 새로운 시스템에는 복셀(2D 픽셀에 해당하는 체적)이라는 정확히 동일한 하위 단위 집합으로 구축된 크고 사용 가능한 구조가 포함됩니다. 그러나 이전 픽셀은 순전히 기계적인 골격 조각이었지만 이제 팀은 한 장치에서 다른 장치로 전력과 데이터를 각각 전송할 수 있는 복잡한 복셀을 개발했습니다. 이것은 하중을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 픽셀 자체를 포함하여 재료를 들어 올리고 옮기고 취급하는 것과 같은 작업을 수행할 수 있는 구조의 구성으로 이어질 수 있습니다.
Gershenfeld는 “우리가 이러한 구조를 구축할 때 지능을 구축해야 합니다.”라고 말합니다. 이전 버전의 수집 로봇은 전원 공급 장치 및 제어 시스템에 전선 묶음으로 연결되어 있었지만 “전력과 데이터는 물론 전력을 전송하는 복셀을 만드는 구조 전자 장치의 아이디어가 등장했습니다.” 그는 작동 중인 새 시스템을 가리키며 “전선이 없습니다. 섀시만 있습니다.”라고 말했습니다.
봇 자체는 종단 간 연결된 일련의 많은 픽셀로 구성됩니다. 이들은 한쪽 끝의 부착점을 사용하여 다른 복셀을 잡은 다음 벌레처럼 원하는 위치로 이동하여 복셀이 성장하는 구조에 부착되고 그곳에서 방출될 수 있습니다.
Gershenfeld는 그의 그룹 구성원이 시연한 이전 시스템이 원칙적으로 임의로 큰 구조를 만들 수 있었지만 이러한 구조의 크기가 조립된 로봇의 크기와 관련하여 특정 지점에 도달함에 따라 프로세스가 점점 더 비효율적이 될 것이라고 말했습니다. 절단 로봇이 각 조각을 목적지로 가져가기 위해 각각이 가져야 할 더 긴 경로. 그 시점에서 새로운 시스템을 통해 로봇은 더 먼 거리를 이동하고 이동 시간을 줄일 수 있는 더 큰 버전을 구축할 때라고 결정할 수 있습니다. 더 큰 구조에는 더 큰 새 로봇이 더 큰 것을 생성하는 또 다른 단계가 필요할 수 있으며, 구조의 세부 사항이 많은 부분은 더 작은 로봇에서 더 많이 필요할 수 있습니다.
Abdur-Rahman은 이러한 로봇이 무언가를 조립하는 동안 모든 단계에서 선택에 직면한다고 말합니다. 그가 집중한 일은 IT 연구원들이 그런 결정을 내리기 위한 알고리즘을 만드는 것이다.
“예를 들어, 원뿔이나 반구를 만들고 싶다면 어떻게 경로 계획을 시작하고 그 모양을 다른 봇이 작업할 수 있는 다른 영역으로 어떻게 분할합니까?”라고 그녀는 말합니다. 그들이 개발한 소프트웨어는 누군가 모양을 입력하고 횡단할 거리를 기반으로 첫 번째 블록을 배치할 위치를 보여주는 출력을 얻을 수 있게 하고 그 이후에는 각각 블록을 배치할 수 있습니다.
Gershenfeld는 로봇의 경로 계획에 관한 수천 개의 논문이 발표되었다고 말합니다. “그러나 그 다음 단계에서 로봇은 다른 로봇이나 다른 유형의 로봇을 만들기로 결정해야 합니다. 그것은 새로운 것입니다. 그 이전에는 아무것도 없습니다.”
실험 시스템은 집계를 수행할 수 있고 전원 및 데이터 링크를 포함하지만 현재 버전에서는 작은 하위 장치 사이의 커넥터가 필요한 부하를 전달할 만큼 견고하지 않습니다. 대학원생 Myanna Smith를 포함한 팀은 이제 더 강력한 지휘자를 개발하는 데 집중하고 있습니다. “이 로봇은 걸을 수 있고 부품을 배치할 수 있습니다.”라고 Gershenfeld는 말합니다. “그러나 우리는 이 로봇 중 하나가 다른 로봇을 만들고 떠나는 지점에 거의 있지만 완전히는 아닙니다. 그리고 그것은 미세 조정으로 귀결됩니다. 액추에이터의 강도와 관절의 강도와 같이…. 하지만 이러한 부분으로 이어질 만큼 충분한 시간이 필요합니다.”
궁극적으로 이러한 시스템은 다양한 대형 고부가가치 구조물을 구축하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 현재 비행기를 만드는 방식은 그것을 만드는 부품보다 훨씬 더 큰 다리가 있는 거대한 공장을 포함하고 있으며, “점보 비행기를 만들 때 만들 점보 비행기에서 부품을 운반할 점보 비행기가 필요합니다.” Gershenfeld는 말합니다. 작은 로봇이 조립하는 작은 구성 요소로 구성된 이와 같은 시스템에서는 “항공기의 최종 조립이 유일한 조립입니다.”
마찬가지로 새 차를 생산할 때 첫 번째 차가 실제로 만들어지기 전에 “1년 동안 툴링 작업을 할 수 있습니다”라고 그는 말합니다. 새 시스템은 이 전체 프로세스를 우회합니다. 이러한 잠재적 효율성이 Gershenfeld와 그의 학생들이 자동차 회사, 항공사 및 NASA와 긴밀히 협력하는 이유입니다. 그러나 상대적으로 기술 수준이 낮은 건물 건설 업계도 혜택을 볼 수 있습니다.
3D 프린팅 주택에 대한 관심이 증가했지만 오늘날 이러한 주택에는 건축 중인 주택보다 크거나 더 큰 인쇄 기계가 필요합니다. 다시 말하지만, 그러한 구조가 작은 로봇 무리에 의해 대신 조립될 가능성은 이점을 제공할 수 있습니다. DARPA는 또한 침식과 해수면 상승으로부터 해안선을 보호하기 위한 건축 구조물의 가능성에 대한 작업에 관심이 있습니다.
이 연구와 관련이 없는 휴스턴 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 부교수인 Aaron Baker는 이 논문을 “홈런- [offering] 혁신적인 하드웨어 시스템, 스웜 스케일링에 대한 새로운 사고 방식, 엄격한 알고리즘. “
Becker는 다음과 같이 덧붙입니다. … 이것은 완전히 새로운 관점에서 문제를 공격하는 첫 번째 작업입니다. 초기 로봇 부품 세트를 사용하여 필요한 구조(및 기타 로봇)를 구축하기 위해 크기가 최적화된 로봇 배치를 구축합니다. 최대한 빨리.”
연구팀에는 현재 미 육군 연구소에서 일하고 있는 MIT-CBA 학생 Benjamin Genet과 Christopher Cameron도 포함되었습니다. 이 작업은 NASA, 미 육군 연구소 및 CBA 컨소시엄의 자금 지원을 받았습니다.
"트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다."